結合二次供水調查淺析高層建筑二次供水的幾種方式

朱香來

（上海韻水工程設計有限公司，上海 201707）

1 概述

二次供水是通過儲存、加壓設備將市政供水管網里的水供給用戶的一種方式。二次供水設施主要為水泵房、水泵、管道及相關閥門配件、貯水池、高位水箱、壓力水容器、控制系統、消毒設備等。

高層建筑的建筑高度都大于27m，僅靠供水管網的壓力是遠遠不能滿足高層建筑的用水壓力，二次供水是解決高層供水的唯一方法。如果說高層建筑整體供水采用同一根管道，勢必會出現低層水壓過大，導致管道、配件以及用水器具的損壞，同時直接影響住戶的用水安全。為保證供水的可靠性，采取豎向分區系統是高層建筑供水的不二選擇。不同供水方式常采用減壓方式亦不同。

2 常見的高層建筑二次供水方式

2.1 貯水池—水泵—高位水箱聯合供水

此種供水方式是在小區市政進水后設置貯水池，通過水泵輸送到高位水箱，然后供給用戶。在供水系統中貯水池及高位水箱主要是起貯水、調節用水量和穩定水壓的作用。減壓方法的不同的分區形式也對應不同。根據供水系統的分區減壓形式，“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”主要又可分為減壓閥供水、并聯供水、減壓水箱供水、串聯供水等。

（1）減壓閥供水方式。為保證供水可靠性，這種供水方式通常是在高位水箱設置兩路及以上出水管，或是在高位水箱出水管上開三通并聯幾路出水管。一路供給上層住戶，無須減壓閥；其他的根據樓層高度，每路出水管通過計算在最優樓層設置減壓閥。常用的減壓閥有兩種，依照減壓的原理分為可調式和比例式。根據查閱資料兩種減壓閥一起使用，比例式減壓閥加裝在可調式減壓閥之前，可起分級減壓、維持穩定供水的作用。實際調查發現，現在閥門生產質量較高，實際應用中常僅選用可調式減壓閥。

（2）并聯供水方式。這種供水方式是在泵房內對水泵進行分區，同時在建筑內部相應樓層設置分區水箱。不同分區的水泵供給對應的水箱，然后供給相應分區的住戶。

（3）減壓水箱供水方式。這種供水方式是在建筑內部相應樓層設置分區水箱，住戶用水通過泵房加壓全部輸送到高位水箱，高位水箱和分區水箱同時供給相應分區的住戶和下一級的分區水箱。

（4）串聯供水方式。這種供水方式是在建筑內部相應樓層設置分區水箱和水泵。低區的水箱供給相應分區的用戶，同時充當高區供水的貯水池。

通過調查總結，“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”的幾種分區減壓方式中所使用大多數是減壓閥供水方式，僅一些2000年前后的老舊小區使用并聯供水方式，在調查中并未發現有小區采用減壓水箱供水方式及串聯供水方式。雖然調查的數量或許不夠多，但仍可看出后三種分區減壓供水方式在實際中運用較少。其實也很好理解，后三種分區減壓供水方式均需設置中層水箱，不僅浪費建筑空間而且不方便管理。此外，并聯供水和串聯供水所需設置的水泵臺數較多，而從供水可靠性方面來分析，減壓水箱供水和串聯供水均存在不同分區相互影響的情況。

“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”是二次供水發展進程的初級階段，在調查中發現，在上海浦東地區這種供水方式在應用較為廣泛。此種供水方式被廣泛使用的原因是在于水箱具有調節作用，可提高供水的可靠性。同時水泵的出水量穩定，可保持高效運行。其缺點是市政進水進入到貯水池時水壓全部泄掉，存在能量浪費的情況，長久以往所浪費的資源量較大。根據要求，貯水池和高位水箱都需要每半年清洗一次，調查發現有些小區甚至是每個季度洗一次，造成的維護管理支出較多，同時清洗時可能需要斷水，給居民用水造成影響。即使貯水池和水箱每半年清洗一次，仍可能存在水質受到二次污染的情況。不僅如此，為保證頂層住戶的供水壓力，高位水箱往往設置位置較高，增加了高層建筑結構的復雜性，給維修養護時造成不便，同時大多數情況下需要安裝避雷設施。

2.2 貯水池—變頻調速泵供水

此種供水方式是在小區市政進水后設置貯水池，通過水泵直接供給用戶，無須設置高位水箱。為穩定水壓，維持用水低峰時的微量供水，保障主泵的高效運行，此種供水方式系統常并聯小型氣壓水罐。根據供水系統的分區減壓形式，可分為減壓閥供水和并聯供水。

（1）減壓閥供水方式。這種供水方式是泵房出水管直接供給上層住戶，同時在立管合適位置上開三通，并通過計算設置減壓閥，將供水系統分區。

（2）并聯供水方式。與上文中“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”的并聯供水相似，此種供水方式是在泵房內對水泵進行分區，不同分區水泵出水管直接供給相應分區的住戶。

通過調查總結，在實際中這兩種分區減壓方式，通常被青睞的是減壓閥供水方式。雖然并聯供水可避免減壓閥供水可能產生的供水可靠性問題，但考慮到減壓閥供水可節省管道布置長度，且水泵數量較少，可減少泵房用地。所以減壓閥供水方式受到廣泛應用。

“貯水池—變頻調速泵供水”是以“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”為基礎演變發展而來。在調查中發現，這兩種供水方式在上海浦東新區高層小區實際使用中的比例接近。相比“貯水池—水泵—高位水箱聯合供水”，“貯水池—變頻調速泵供水”的供水方式節省了高層建筑上層面積，同時通過變頻調速器的控制下，在用戶用水量在一定范圍內變化時，水泵均能高效運行，節省了電耗。但同時仍有不能充分利用市政管網的壓力和水質容易被污染的缺點。

2.3 貯水池—水泵—氣壓罐供水

此種供水方式是在小區市政進水后設置貯水池，通過水泵和氣壓罐供給用戶。在供水系統中氣壓罐不僅可以增壓，而且也兼有高位水箱的功能。根據供水系統的分區減壓形式，將“貯水池—水泵—氣壓罐供水”分為減壓閥供水和并聯供水。其原理與前文相似，此處不再贅述。

調查中發現，高層小區鮮有采用“貯水池—水泵—氣壓罐供水”的供水方式，少部分多層小區存在使用此種供水方式的情況。究其原因，弊端太多，列舉如下：氣壓罐調節容積過小、水泵啟閉頻繁、耗電量大、效率低、水壓變化幅度大影響供水系統的可靠性。

2.4 疊壓設備供水

疊壓設備供水方式是利用變頻泵直接從市政供水管網抽水，然后供給用戶。疊壓供水設備主要由供水主泵、穩壓罐、防負壓裝置、防倒流污染裝置、壓力傳感器、變頻控制柜等組成。疊壓設備供水分區減壓方式常采用并聯供水，即在泵房內針對不同分區設置分區水泵。

疊壓設備供水方式是變頻恒壓供水方式的發展與延伸。不過，在采用這種供水系統時，應該先得到當地供水部門的批準。通過在上海浦東及江蘇昆山兩地的調查，發現在上海浦東新區，少部分高層小區在水泵房及其他二次供水設施未被供水部門接管前，自行改造使用疊壓設備供水，在供水部門接管之后通常恢復其原始的傳統二次供水方式，而在江蘇昆山低區，調查范圍內所有的高層小區均采用疊壓設備供水，而且這些已被當地供水部門接管。因此，地區不同，對疊壓設備供水方式控制審批也不同。這是因為疊壓設備供水優點突出的同時，其缺點也讓很多地區供水部門不會輕易采用。

疊壓設備供水方式的優點是不會浪費市政供水管網的壓力、水質不會受到二次污染、節約土地、綜合造價低、經濟效益好。雖然其優點看似完美解決了傳統二次供水方式的缺點，但是疊壓設備供水的使用也有其約束條件。其缺點是與市政管網相互影響，當市政供水管網停水時，無法像上文所述的幾種傳統供水方式一樣保障建筑內居民的短期用水需求，市政管網水壓的驟變會給疊壓設備造成不良影響，而水泵直接從市政管網抽水，瞬時用水量大時勢必也對市政管網帶來一定影響，也存在倒流污染的隱患。

3 結束語

筆者僅對一些常見的高層二次供水方式進行總結分析，實際中也存在一些高層建筑采用混合供水方式。高層二次供水關乎民生，無論是設計還是對舊有的二次供水設施改造，都應該在供水部門的統一指導下，在考慮區域供水安全基礎上，因地制宜地選取最節能、節材、節地、節水的供水方式，此外，對疊壓設備供水方式，應該投入更多的理論研究和實踐優化，使之能在更大的范圍內造福于民。